Ökad växthuseffekt ger sämre grödor

Framtid. Vete utsätts för ökade halter av koldioxid och ozon i ett svenskt OTC-experiment.

Bild: 
Håkan Pleijel

Ökad växthuseffekt ger sämre grödor

Många grönsaksodlare sprutar in extra koldioxid i sina växthus för att få större skörd. Därför hävdas det ibland att våra utsläpp av växthusgaser i atmosfären borde vara gynnsamt för jordbruket. Men ny forskning visar att växterna inte reagerar som vi skulle kunna önska.

Författare: 

Publicerad:

2012-06-20

”Koldioxiden är växternas föda”, är ett slagord bland klimatskeptiker och utsläppslobbyister. De anser att vi ska välkomna växthuseffekten, eftersom den fördubbling av atmosfärens koldioxidnivåer som FN:s klimatpanel förutspår för detta sekel kommer att gynna oss genom ökade avkastningar från våra åkrar. Man hävdar alltså att klimatförändringen kommer att hjälpa oss att mätta jordens växande befolkning.

– Det har gjorts tusentals experiment som visar att höjda koldioxidhalter gynnar växterna, skördarna och träden, tusentals! Att koldioxid är växternas föda är inget talesätt, det är ett faktum, säger Leighton Steward, agronom med ett förflutet inom USA:s olje- och gasindustri.

Leighton Steward är talesman för Plants need CO2, en amerikansk lobbyorganisation vars uppgift är ”att undervisa allmänheten om de positiva effekterna av ökade koldioxidhalter”. Lobbyorganisationen har sammanställt ett stort antal vetenskapliga artiklar om växthuseffekten, och när det gäller koldioxidberikningens effekt på våra vanligaste åkergrödor så är resultaten häpnadsväckande.

Vid en fördubbling av koldioxidhalten, ökar den genomsnittliga avkastningen på spannmål som råg, ris och vete med 36 procent. Avkastningen från potatisåkrar och majsfält ökar med 20–30 procent. På sojabönor ger en fördubbling av koldioxidhalten en genomsnittlig ökning med hela 48 procent.

Men det innebär inte att vi kan luta oss tillbaka och skörda frukterna av växthuseffekten.

– Organisationer som Plants need CO2 har försökt misskreditera våra forskningsresultat och ignorerar även merparten av alla studier som visar att koldioxidberikningens långvariga effekter är avsevärt mindre än vad korttidsstudier visar, säger Arnold Bloom, professor i växtfysiologi vid University of California Davis, USA.

Han syftar på ett märkligt fenomen som kallas koldioxidacklimatisering. Det innebär att växter som koldioxidberikas inledningsvis växer snabbt. Men med tiden – det handlar om dagar eller veckor beroende på växtsort – minskar tillväxthastigheten. Att förstå den här processen är viktigt, eftersom den är avgörande för att kunna bedöma hur stor påverkan som klimatförändringarna kommer att ha på framtidens skördar.

Forskarna har konstaterat att proteinnivåerna i koldioxidberikade växter sjunker i samma takt som tillväxthastigheten minskar. Växternas viktigaste protein heter rubisco. Det fungerar som ett enzym vid upptagningen av koldioxid i atmosfären. När halterna av rubisco sjunker, minskar fotosyntesen och tillväxten stannar av. Växterna behöver kväve för att tillverka sina proteiner, och därför undersökte forskarna hur kvävetillgången i marken påverkade proteinframställningen.

– Proteinhalterna i vete som göddes med ammonium sjönk inte, men om man däremot gödde med nitrat, så sjönk proteinnivåerna, säger Arnold Bloom.

Nitrat är den vanligaste formen av kväve i jorden. Men för att växterna ska kunna använda nitratet i sin proteinframställning måste det först omvandlas till nitrit och sedan ammonium. Det är den här processen som koldioxidberikningen påverkar.

– Vår forskning har visat koldioxidberikningen hindrar växterna från att omvandla nitrat till protein, säger Arnold Bloom.

Det här hänger samman med den så kallade fotorespirationen. Den innebär att växterna tar upp syre i stället för koldioxid ur luften, vilket minskar fotosyntesen och därmed tillväxten. Högre koldioxidhalter minskar fotorespirationen, vilket borde gynna tillväxten. Men Arnold Bloom och hans kolleger har upptäckt att det är under fotorespirationen som växterna tillverkar flera viktiga ämnen som krävs för att omvandlingen från nitrat till protein ska kunna ske.

Koldioxidacklimatiseringen medför således att växternas proteinnivåer sjunker. Det påverkar inte bara deras kemiska processer – det innebär även att deras kvalitet som föda minskar.

En sammanställning av 228 olika experiment visade att vid en fördubbling av koldioxidhalten, så minskade proteinnivåerna i vete, korn och ris med 10–15 procent. Vidare sjönk proteinnivåerna i potatis med 14 procent, medan effekten på sojabönor var försumbar.

Men det är inte bara proteinnivåerna som sjunker i koldioxidberikade växter. Viktiga spårämnen som järn, zink och selen kan också minska. Ur ett hälsoperspektiv betyder det här ganska lite för rika nationer, eftersom kosttillskott och större portioner kan kompensera för sjunkande näringshalter. Men i fattigare regioner som saknar de alternativen, kan brist på spårämnen öka problemen med ”dold hunger”, det vill säga näringsbrist, trots att skördarna räcker för att mätta alla magar.

– Att använda ammonium som gödningsmedel skulle kunna kompensera för den försämrade matkvalitet som förhöjda koldioxidnivåer kan medföra. Men det kräver sofistikerade gödningsmetoder för att undvika ammoniumförgiftning, som annars kan uppstå om växterna tar upp för mycket av substansen, säger Arnold Bloom.

Koldioxidberikning har sedan länge använts för att öka avkastningen i storskaliga växthusanläggningar. Kraftigt förhöjda koldioxidnivåer i kombination med en kontrollerad näringstillförsel och ett optimalt klimat, skapar förutsättningar för en enorm tillväxt. När organisationer som Plants need CO2 hävdar att deras sammanställningar av data visar att växthuseffekten kommer öka skördarna med 30–40 procent, så ingår även resultat av experiment inom växthusindustrin som enbart syftar till att höja produktionen.

– Ska man undersöka växthuseffektens påverkan på grödorna måste man göra ekologiskt relevanta experiment, säger Håkan Pleijel, som är professor vid Institutionen för biologi och miljövetenskap på Göteborgs universitet.

Håkan Pleijel och hans kolleger har studerat koldioxidberikningens effekt på vete med hjälp av en teknik som kallas OTC, en förkortning av open top chamber. Ett OTC-experiment kan utföras direkt på åkern; grödorna kan alltså utsättas för koldioxidberikningar i sin naturliga miljö.

En OTC-anläggning ser ut som ett tält med väggar av transparent plastfilm. Anläggningen placeras direkt på åkern och en pump förser växterna med koldioxid-berikad luft som sedan släpps ut via en öppning i toppen.

– Under ett år med riktigt gynnsamma väderförhållanden gav OTC-experimenten faktiskt en trettioprocentig ökning av avkastningen på vetet, säger Håkan Pleijel.

Men under normala väderförhållanden var ökningen ungefär tio procent vid en fördubbling av koldioxdhalten. Den här typen av OTC-experiment visar att försök i växthus kan ge missvisande resultat. I en naturlig miljö eller på en åker konkurrerar växternas rötter om närings­ämnena i jorden, vilket påverkar tillväxten. Om växterna däremot odlas i krukor, som ofta är fallet i växthusanläggningar, så försvinner en del av den här effekten.

– Krukorna kan också medföra att växterna hamnar längre från varandra, vilket medför att de inte skuggar varandra lika mycket som de gör i en mera naturlig miljö, säger Håkan Pleijel.

En annan typ av koldioxidexperiment kallas FACE, free-air carbondioxide enrichment. En FACE-anläggning saknar väggar. I stället omges grödorna av en ring av rör som är försedda med datorstyrda munstycken som släpper ut koldioxid. Datorn kontrollerar mängden gas och beräknar vindriktningen så att bara de munstycken som befinner sig i medvind släpper ut koldioxid. I den här typen av experiment manipuleras bara koldioxidnivåerna; alla andra miljöfaktorer förblir opåverkade.

En sammanställning av flera FACE-experiment visade att en fördubbling av koldioxidnivåerna ökade skördarna med 16 procent, alltså ungefär hälften så mycket som växthusexperimenten visar.

FACE-experiment har även använts för att studera hur koldioxidnivåerna påverkar förhållandet mellan grödor och skadeinsekter. Eftersom koldioxidberikade växter har lägre proteinhalter tvingas skadeinsekterna äta mer för att få i sig tillräckligt med näring. Men det lägre näringsinnehållet kan också leda till att insekterna utvecklas långsammare och förökar sig mindre, vilket borde betyda att de minskar i antal. Koldioxidökningen borde alltså vara positiv, eftersom den har en negativ effekt på antalet skadegörarare.

Men forskningen visar att det kan vara tvärtom. Ett experiment som jämförde sojabönor med och utan koldioxidberikning visade att vuxna insekter föredrar de sojabönor som odlas med förhöjda koldioxidnivåer. Insekterna som åt av de koldioxidberikade bönorna levde dessutom längre och fick fler avkommor.

En kemisk analys avslöjade att skadeinsekternas förkärlek för koldioxidstinna växter berodde på att berikningen försvagade växternas kemiska försvarssystem. Den verkade helt enkelt stänga av de gener som kodade för produktionen av viktiga försvarssubstanser. Tillsammans med ytterligare studier visar det på en oroande utveckling. Om växternas försvarsmekanismer påverkas negativt av förhöjda koldioxidhalter leder det till att grödorna blir mer mottagliga för skadeangrepp.

Ökade koldioxidnivåer kan medföra att växterna blir bättre på att hushålla med vatten, vilket skulle vara en fördel i torra områden. Växterna tar in koldioxid via sina klyvöppningar, små porer i bladen. Klyvöppningarna kan öppnas och stängas, och när växterna öppnar dem för att ta in koldioxid, så smiter vattenmolekyler ut. Ökade koldioxidhalter leder till att växterna inte behöver öppna klyvöppningarna lika mycket, vilket minskar vattenförlusterna.

Men även den här processen kan leda till att näringsinnehållet minskar. För att växterna ska kunna suga upp näringsämnen ur jorden måste det råda ett undertryck i växten. Det uppstår när växterna öppnar klyvöppningarna. Om klyvöppningstiden minskar så kan även näringsupptaget minska.

Dessutom kan ökade koldioxidhalter ställa till bekymmer i områden med riklig nederbörd.

– Om växternas vattenupptag minskar så ökar avrinningen från marken. I regniga miljöer kan det leda till att jordmån och näringsämnen spolas bort, säger Håkan Pleijel.

En tilltagande växthuseffekt ger dessutom ytterligare miljöproblem som kan skada grödorna, som ökade halter av marknära ozon, temperaturhöjningar och en ökad risk för skyfall i många regioner.

Men klimatskeptikerna har annan tolkning av forskningsresultaten. Science and public policy institute, en lobbyorganisation från Virginia i USA, lyckas lista hela 55 fördelar med växthuseffektens förhöjda koldioxidhalter. ”Precis som kärleken verkar koldioxidens välbehag vara ändlösa”, skriver de på sin hemsida. Kärleken är inte bara ändlös – den kan också vara blind.

Du har just läst en artikel från tidskriften Forskning & Framsteg. Prenumerera här.

Kommentera:

12

Dela artikeln:

TIDNINGEN FÖR DIG SOM ÄR NYFIKEN PÅ ALLVAR
11 nummer 779 kr
2 nummer 99 kr
Du vet väl att du kan läsa Forskning & Framsteg i din läsplatta? Ladda ned appen från App Store eller Google Play. (Läsplatteutgåvan ingår i alla prenumerationer.)

Kommentarer

Har ni hoppat på den falsifierade hypotesen om CO2:s förmenta förmåga att via vattenånga katastrofalt höja världstemperaturen så kommer jag aldrig någonsin att ens reflektera över att köpa eller ens tjuvläsa er tidning.

Det oanständiga och ansvarslösa klimathoteriet håller äntligen på att gå i puttent. Under det senaste RIO-pajaseriet har klimathoteriet utbytts mot flummeriet "hållbar utveckling" och "biodiversitet". Klimathotandet är UTE, IN med nästa apokalypshot!

Att en tidning som säger sig skriva om forskning och vetenskap fortfarande är propagandamaskin för FN:s via IPCC:s hoprafsade helt felaktiga klimatförutsägelser är anmärkningsvärt.

Har tidningen någonsin tittat på och publicerat den rika flora av motsägande rapporter som finns tillgängliga? Har ni frågat Ulf Heldén prefessor i naturgeografi, Lunds Universitet om hur det står till med den ökenutbredning som IPCC lovat oss? Den existerar inte! Tvärtom!

FN:s Afrikarapport 2008 bekräftade att stora delar av Mali, Mauritanien och Tschad blivit mer än dubbelt så gröna mellan 1982 och 2003. Sattellitfoton tagna mellan 1982 och 2002 visar samma sak.

Kan det möjligen vara den ngt förhöjda CO2-halten som varit gynnsam för växtligheten runt öknarna?

Jag ser också att tidningen gett sig in i vindkraftsdebatten, på vindflöjlarnas sida. T o m en psykolog har anlitats för att skoja upp ytterligare aningslösa investerare att satsa sitt sparkapital på skiten. Läs om hur "miljövänligt" bygget av en vindkraftspark är:

http://www.theclimatescam.se/2012/06/06/fundamentala-fakta/#comments

Forskning och framsteg: Skärp er!

Börje S.

"FN:s Afrikarapport 2008 bekräftade att stora delar av Mali, Mauritanien och Tschad blivit mer än dubbelt så gröna mellan 1982 och 2003. Sattellitfoton tagna mellan 1982 och 2002 visar samma sak." Hur vore det med en djupare insikt om människans förmåga. Läs om hur länder i Afrika har förbättrat sin teknik för vattenhushållning samt odling med vatten via bevattning är du snäll. Det finns utmärkta filmer om ämnet bl a Mali och Mauritanien också om jag inte missminner mig hos SVT om den sakens natur. Själv kan jag enbart stolt meddela att min far för 40 år sedan i Afrika byggde avloppsnät och vattenledningsnät efter krigets verkningar i Nigeria. Man ser det man vill se. Om det är sant det jag läst om ökade koldioxidutsläpps effekter så innebär det mindre proteinrik föda för befolkningen må hända inte LCHF är rätt metod får vi ju i så fall hoppas. Att haven försuras är ett faktum och med försurade hav så försvinner ännu en koldioxidsänka utan dess like när haven är döda av urkalkade skelett.

Världstemperaturhöjning sedan 1900: 0,8ºC. Osäkerhetsintervallet känner jag inte till.

Temperaturen sjönk 1900 - 1920, höjdes till1945 sjönk till 1975 höjdes till 1997 varefter INGEN temperaturhöjning skett, trots stigande halt av CO2 i atmosfären. Slutsats: det måste ha varit något annat som höjde temperaturen under förra seklets sista decennier.

http://www.climate4you.com

Havsnivåhöjning är normalt under en interglacial. Den har också gått i stå. Den uppskattas till mellan 1,6 mm/år (±0,8) av NOAA, vilket är mindre än under 1900-talet.

http://ibis.grdl.noaa.gov/SAT/SeaLevelRise/documents/NOAA_NESDIS_Sea_Lev...

Försurning av haven: Haven håller 50 ggr mer CO2 än atmosfären. Minskat PH är svårt att påvisa eftersom PH varierar våldsamt både över tid och läge på jorden. Men t ex koraller har funnits även under tider då atmosfären haft betydligt högre CO2-halter än nu. Sammanfattning över läget från sidan CO2 science:

"claims of impending marine species extinctions driven by increases in the atmosphere's CO2 concentration do not appear to be founded in empirical reality, based on the experimental findings we have analyzed above."

http://www.co2science.org/data/acidification/results.php

Det var några år sedan jag lämnade FoF efter att ha prenumererat på tidskriften i över trettio år. Anledningen till att jag sa upp prenumerationen var att FoF alltmer gick i de radikala miljöorganisationernas fotspår/ledband med vinklat urval i miljö- och klimatfrågan. Efter tips har jag nu tagit del av ovanstående artikel.
"ny forskning visar att växterna inte reagerar som vi skulle kunna önska" skriver författaren. Koldioxidacklimatisering är känd sedan decennier och mycken forskning har lagts ner på detta fenomen. En ökad halt av koldioxid sätter ofta sprätt på fotosyntesen och primärt bildas kolhydrater. När de fotosyntetiserande delarna fått överskott av denna vara minskas de ämnen som behövs för processen, bl a rubisco. Miljön inne i växten gör motstånd, processen hejdas, anpassning, feed-back eller vad man vill kalla det. De bildade kolhydraterna distribueras efter hand ut till delar av växten som kan lagra, tillväxa eller på annat sätt få nytta av tillskottet. Så småningom råder balans mellan tillgång/produktion och efterfrågan/användning. I naturen sker ökningen av koldioxidhalten så långsamt att växterna hinner med att ta hand om den ökade mängden kolhydrater så den här uppmärksammade processen ses inte som något problem.
Artikeln slänger anklagelser om lobbyverksamhet från forskare med lite annorlunda tolkning av resultaten omkring sig. Forskning från de avsedda organisationerna är (i motsats till mångt och mycket i IPCC !) peer-reviewad . Artikeln här däremot saknar länkar till trovärdiga källor. Med alla möjliga och omöjliga eventuella konsekvenser av något som kanske kan inträffa kunde artikeln lika gärna vara publicerad i en tidskrift utgiven av någon av de radikala miljöorganisationerna. Snacka om lobbyverksamhet!
FoF har sjunkit än djupare sen sist.

Bara att läsa början, den del som är publicerad på nätet, visar ju att artikeln antagligen har alldeles för låg kvalitet för att platsa i FoF. Det verkar vara en klimatalarmist som har skrivit, och inte någon seriös forskare. Bara en klimatalarmist skulle väl försöka skylla på "utsläppslobbyister" för att vissa, till synes rimliga tankar sprids? Rimliga tankar kan i och för sig vara fel, men att snabbare tillväxt för grödor skulle medföra att de blir mindre näringsrika är ännu så länge en obevisad hypotes. Stämmer det, kan det dessutom inte gärna gälla alla grödor.
"Klimatskeptiker" må vara ett etablerat begrepp, men lika fullt inte någon bra benämning. Det rätta borde vara "klimathotsskeptiker". Skeptikerna är ju inte skeptiska till att det finns klimat, utan till att koldioxidutsläpp skulle orsaka något klimathot.

Haha, tror jag skall teckna en livstidsprenumeration. Det kommer däremot bli väldigt lite seriösa publikationer kvar för Börje med flera att läsa om de skall blunda för forskningens resultat.

Det mästrande tonfallet i kommentarerna ovan känner jag väl igen. De framställer sig som större experter än klimatforskarna själva.

IPCC utför inte egen forskning, de sammanfattar bara forskningsläget i mängder av vetenskapliga tidskrifter. Och de visar på en antropogen klimatuppvärmning. Sådana uppgifter ses av personer som typ ovan som tecken på en världsomfattande konspiration.

Själva vet det givetvis bättre än världens klimatforskare, någon obskyra länkar på internet, där har sina källor.

Rubriken och tonen i artikeln känns uppfriskande fräsch i en tid där forskning är komplicerat och korta simuleringar med efterföljande analyser kan vara nog så invecklat. Här har man gjort tester och redan beslutat sig för vad som är rätt. Tonen genomsyrar hela artikeln så till den milda grad att man inte för en sekund behöver fundera på vilken sida som är den onda respektive goda.

Men till att börja med handlar det om tester på moderna grödor, vilka är kraftigt förädlade för respektive odlingsförhållande. De går också mycket snabbt att anpassa grödor till olika klimatförändringar (t.ex: dtma.cimmyt.org) oavsett vad som förändrar klimatet. Domedagsprofeter anser jag inte hör hemma inom forskningen.

Precis som författaren Jesper antyder på sista raden att fienden är blinda, så är också IPCC samt dess leverantörer både blinda och döva. Ty IPCC har ett viktigt budskap, och det är så viktigt att man kan ignorera peer-review samt diskussion och hävda att alla motståndare försöker ta livet av mänskligheten.

Ser fram emot tester av koldioxid på rönnbärsbuskar, tallar, regnskog etc. Ju mer forskning desto bättre. Hoppas bara jag kan hitta en tidning som låter mig själv analysera resultaten utan att tala om för mig i förhand vilka som är de goda och beskriver deras kamp mot de onda. Skulle vara kul om jag fick tänka själv istället för att betala för att få min åsikt tillverkad och nertryckt i halsen.

Klimatskeptiker, usläppslobbyister och andra invektiv som används av de som anser sig vara de som vet är perfekta travestier på det vokabulär som användes under Sovjetunionens glansdagar.
Av detta kan man dra intressanta slutsatser. En av mina är att ALDRIG läsa FoF framöver.

Intressanta slutsatser, många som sysslar med modern akvarieodling av växter verkar ha stora kunskaper om sambanden där man ökar koldioxidhalten och får dribbla rätt mycket med gödning och ljus för att hålla tillväxten optimalt hög, utan att kunna alltför mycket verkar det vara rätt komplicerade samband. Praktiskt att det då är i slutna behållare med ganska enkla möjligheter att påverka ljusstyrka och mäta av saker och ting i vätskeform. Gäller att balansera och skruva upp alla invariabler lika mycket, för förr eller senare hittar man den begränsade faktorn som hämmar tillväxten. Ljus, koldioxid, NPK eller vad det nu är som bromsar.

Lägg till kommentar